Слабые силы химической связи
Потенциальная энергия взаимодействия молекулОпыт показывает, что между молекулами действуют силы притяжения и силы отталкивания. Рассмотрим систему из двух молекул и обозначим силу взаимодействия F. Пусть сила действует на пути dr. Тогда работа силы будет равна Fdr — это изменение потенциальной энергии системы dU. Удаляя одну молекулу от другой на бесконечно большое расстояние, увеличим запас потенциальной энергии и доведем его до определенного (не равного бесконечности!) уровня. Если молекула возвращается из бесконечности в данную точку, то она может совершить работу и запас потенциальной энергии системы уменьшится. Условно считают уровень потенциальной энергии в бесконечности (т. е. ее максимальное значение) равным нулю и тогда все другие ее значения становятся отрицательными.Поэтому изменение потенциальной энергии
Вопрос о том, какова реальная зависимость потенциальной энергии взаимодействия от расстояния между молекулами, сложен и решается приближенными методами с использованием упрощенных «моделей». Потенциальная энергия состоит из Uотт и Uприт, т. е.
U = Uотт + Uприт
Энергия отталкивания зависит от расстояния приблизительно по уравнению Uотт=ar-n, где а и n — постоянные. Энергия притяжения (силы Ван-дер-Ваальса) складываются из сил различной природы. В сумме для неполярных молекул получается выражение
U = (a/rn)— (b/rm) (потенциал Леннард—Джонса),
где n=12; m=6; а и b характеризуют молекулы данного типа.
«Биохимическая фармакология», под ред. проф. П.В.Сергеева
Силы Ван-дер-Ваальса относятся к дальнодействующим; их влияние обнаруживается на сравнительно больших расстояниях. Эти силы проявляются в тех слабых взаимодействиях, которые существуют между валентно-насыщенными молекулами и обусловливают физическую адсорбцию, конденсацию газов и т. п. Силы Ван-дер-Ваальса не вызывают значительных возмущений электронных оболочек молекул и представляют собой сложное явление — результат наложения силовых эффектов различной природы. Обычно…
В биологических системах слабые силы взаимодействия играют существенную роль, так как многие звенья метаболических процессов могут реализоваться лить при условии, что разрываемые связи не обладают высокой энергией. Кроме тех видов взаимодействий, которые были рассмотрены выше, особенно важной является водородная связь. Теория водородной связи построена на экспериментальных данных, полученных с помощью инфракрасных спектров и спектров комбинационного…
Донорно-акцепторные свойства молекул Наличие в одной молекуле слабосвязанных электронов, в другой вакантных орбиталей создает условия для образования комплекса между ними: комплекс возникает в результате переноса частиц электронного заряда от молекулы донора к молекуле акцептора. Молекулярные комплексы обычно неустойчивы; большое число их хорошо известно в органической химии. Значение комплексов с переносом заряда для биологических систем, содержащих…
B тех молекулах, которые сами не имеют дипольного момента, дипольный момент может создаваться, если молекула приближается к другой, обладающей постоянным дипольным моментом, — так возникают индукционные силы взаимодействия молекул. При этом происходит взаимная поляризация диполей и энергия индукционного взаимодействия в общем случае равна сумме энергий поляризаций двух диполей. Если оба диполя одинаковые, то энергия индукционного…
Молекулы белка, содержащие группы СО и NH и имеющие спиральную конфигурацию, поддерживают эту конфигурацию за счет многочисленных внутри-молекулярных водородных связей. Ассоциация молекул в жидкостях часто обусловлена водородными связями. Между молекулами, связанными водородной связью, может происходить, обмен протонами, основанный на «туннельном эффекте». Этот квантовомеханический эффект представляет собой переход заряженной частицы (электрона или протона) между состояниями, которые…
